STORAGE. Flash et stockage objet changent la donne en entreprise. les architectures de. du stockage

Transcription

1 STORAGE LE MAGAZINE DU STOCKAGE INFORMATIQUE PROFESSIONNEL EDITO données, un défi pour TENDANCE changent la donne en UNE RÉVOLUTION EN MARCHE Pourquoi la flash menace les architectures MAGIC QUADRANT peaufinent leur offre de L émergence du Flash a amené la plupart des constructeurs à faire évoluer leurs offres et à ajouter à leur catalogue des. Le mouvement dans bien des cas a été le fruit d une lente évolution et non pas d une révolution PROJET IT TOUR D HORIZON du NAS TENDANCE ÉMERGENTE TRIBUNE Hyperviseurs : vers une surenchère de capacité de MARS 2015, VOL. 1, NO. 1

2 ACCUEIL L EXPLOSION DES DONNÉES, UN DÉFI POUR LES ARCHI TECTURES DE STOCKAGE FLASH ET STOCK AGE OBJET CHANGENT LA DONNE EN ENTREPRISE POURQUOI LA FLASH MENACE LES ARCHITECTURES TRADITIONNELLES LES CONSTRUCTEURS PEAU FINENT LEUR OFFRE DE BAIES 100%FLASH EDITO données, un défi pour La capacité de disponible dans le monde devrait être multipliée par 4,5 d ici à 2020 du fait de l explosion des volumes de données générés. Pour s adapter, les doivent commencer à réfléchir à ce que seront, demain, leurs architectures de. Les architectures distribuées que ce soit dans le monde NAS, objet ou dans le 100% Flash semblent être la réponse des fournisseurs. CHRISTOPHE BARDY, RÉDACTEUR EN CHEF ADJOINT, LEMAGIT PANORAMA GARTNER DES BAIES 100% FLASH LE CERN DOPE SES BAIES NETAPP AVEC LA TECHNOLOGIE FLASHPOOLS LE STOCKAGE OBJET FRAPPE À LA PORTE DES ENTREPRISES LA MONTÉE EN PUISSANCE DU STOCKAGE NAS SCALE- OUT HYPERVISEURS : VERS UNE SURENCHÈRE DE CAPACITÉ DE STOCKAGE A PROPOS Si l on en croit IDC, le volume de données généré dans le monde en 2013 a atteint 4,4 Zetaoctets, dont 1,5 Zetaoctets générés directement par les et 2,9 zetaoctets générés par le grand public. Sur ces 2,9 zetaoctet, 85% ont, à un moment ou à un autre, été touchés par une (il faut entendre au sens large puisque dans la bouche d IDC cela veut aussi dire un géant du web comme Google, Microsoft ou Yahoo). Ce chiffre passera à 44 zetaoctets en Comme l explique aussi IDC une large partie de ces données n ont qu une existence éphémère (contenus des SMS ou des MMS, flux vidéos streamés, données de caméras de surveillance ) et cette tendance à l éphémère devrait augmenter. Heureusement d ailleurs car la capacité de disponible ne suffirait pas à faire face au déluge d informations qui nous submerge. IDC estime ainsi qu en 2013, la capacité de disponible dans le monde ne pouvait stocker qu un tiers des données produites et ce chiffre devrait passer à 15% en D ici à 2020, la capacité de dans le monde devrait être multipliée par 4,5 (source : IDC) Une petite règle de trois nous apprend ainsi que la capacité de mondiale en 2013 était d un peu moins de 1,5 zetaoctets et qu elle passera à 6,6 zetaoctets en Ce qui veut dire que les doivent anticiper une croissance de l ordre de 4,5 fois du volume de données qu elles vont avoir à gérer. Et il est peu probable que cela se fasse avec de en place. Le doit évoluer pour faire face aux nouveaux besoins Les architectures de vont devoir évoluer pour permettre aux organisations d absorber de façon transparente ces 2 STORAGE LEMAGIT MARS 2015

3 du NAS de volumes de données, mais aussi pour permettre des transitions plus simples entre générations. Les approches actuelles qui amènent les à acheter de nouveaux systèmes de tous les 3 à 5 ans et à migrer leurs données en masse ne seront tout simplement plus possibles avec les volumes de données, dont on parle. Sur un système de traditionnel, certaines opérations de migration de données peuvent déjà prendre plusieurs semaines, simplement du fait du temps requis pour copier les données de l ancienne baie de vers la nouvelle. À l avenir elles pourraient s étaler sur des mois si on ne change pas en place. Et à chaque fois, il faut prévoir toujours plus d arrêts programmés pour faire pointer les applications vers le nouveau. Dans modernes, à base de cluster, cette problématique de la migration disparaît. Qu un nœud devienne obsolète et il suffit d en relier un nouveau au cluster, de migrer de façon transparente le contenu de l ancien sur le nouveau et de mettre à la retraite l ancien nœud. Tout cela sans impact sur la production et sur les applications. Cela veut toutefois dire qu il faut bien évaluer avant de faire son choix car au lieu de s engager sur 3 ans, on s engagera sur une architecture donc sur un fournisseur à bien plus long terme. Les architectures distribuées s imposent peu à peu dans le monde du Ces architectures distribuées gagnent tous les secteurs du. Elles sont en passe de conquérir le monde des serveurs NAS, comme l illustre la conversion de NetApp au mode cluster ou la montée en puissance d Isilon la solution de NAS en cluster d EMC. Elles sont de facto l architecture par défaut des grands systèmes de objet qui peu à peu font leur chemin dans les pour l archivage de données en grand volume, mais aussi comme le privilégié pour les nouvelles applications web distribuées. De ce point de vue, le succès de services comme Amazon S3 ou Azure Storage, n est qu un indicateur avancé de la révolution qui attend le d. De plus en plus généralistes, objet sont en train de s enrichir du support des vieux protocoles SAN et NAS, un support qui les rend plus attractives pour les et qui en fait une menace redoutable pour NAS. Les architectures de objet ont en effet pour elles l avantage d afficher un rapport coût au gigaoctet sans égal. Enfin, en cluster sont aussi en train de conquérir le nouvel Olympe du, à savoir le monde du 100% Flash qui révolutionne le. L exemple le plus parlant de cette mutation est sans aucun doute celui de SolidFire, qui a opté pour une architecture de Flash en cluster de type «Shared Nothing» qui lui permet d atteindre un niveau de scalabilité encore jamais atteint dans le monde du à haute performance. Mais les géants du se convertissent aussi aux approches en cluster (même si ce n est pas forcément à des approches cluster de type shared nothing). EMC ou NetApp, pour ne citer qu eux, ont adopté ce concept avec les baies XtremIO et FlashRay. D autres sont restés sur des approches plus éprouvées comme l ajout d un contrôleur de virtualisation en frontal des nœuds de pour atteindre un résultat similaire (comme IBM, HDS ou Violin). Dans tous les cas, sont à l aube 3 STORAGE LEMAGIT MARS 2015

4 d une transformation massive. Une transformation que nous avons voulu illustrer dans cette première édition française de Storage Magazine en faisant un tour d horizon des enjeux, des architectures et des acteurs en place dans le monde du 100% Flash, du objet et du NAS. Ce numéro 1 de Storage Magazine en français, n est qu un premier rendez-vous puisque la rédaction du MagIT vous en proposera désormais une édition tous les trimestres. Dans chaque numéro vous retrouverez des dossiers thématiques proposant une analyse en profondeur d un domaine, des chroniques d analystes et d experts, ainsi que des instantanés chiffrés permettant de se faire une idée rapide d un marché ou d une problématique au travers des avis de vos pairs. Vous trouverez ainsi dans ce numéro des extraits de l analyse par Gartner des capacités critiques des baies Flash du marché, ainsi qu une chronique de Jon Toigo, l un de nos consultants. Toute l équipe du MagIT se joint à moi pour vous souhaiter une bonne lecture de ce premier numéro, dont le format a été conçu pour être lisible aussi bien sur tablette numérique ou sur un écran que pour être imprimé sur du bon vieux papier. Très cordialement, Christophe Bardy Rédacteur en chef adjoint infrastructure, Le MagIT du NAS de 4 STORAGE LEMAGIT MARS 2015

5 ACCUEIL L EXPLOSION DES DONNÉES, UN DÉFI POUR LES ARCHI TECTURES DE STOCKAGE FLASH ET STOCK AGE OBJET CHANGENT LA DONNE EN ENTREPRISE POURQUOI LA FLASH MENACE LES ARCHITECTURES TRADITIONNELLES LES CONSTRUCTEURS PEAU FINENT LEUR OFFRE DE BAIES 100%FLASH PANORAMA GARTNER DES BAIES 100% FLASH LE CERN DOPE SES BAIES NETAPP AVEC LA TECHNOLOGIE FLASHPOOLS LE STOCKAGE OBJET FRAPPE À LA PORTE DES ENTREPRISES LA MONTÉE EN PUISSANCE DU STOCKAGE NAS SCALE- OUT HYPERVISEURS : VERS UNE SURENCHÈRE DE CAPACITÉ DE STOCKAGE TENDANCE FLASH ET STOCKAGE OBJET CHANGENT LA DONNE EN ENTREPRISE Deux technologies ont aujourd hui le vent en poupe sur le marché du, la Flash et le objet. Leur montée en puissance conjointe pourrait transformer en profondeur le paysage du d. CHRISTOPHE BARDY Au sommet de la pyramide, le Flash promet de révolutionner les performances des applications en fournissant un niveau d entrées/sorties jusqu alors inconnu pour les applications transactionnelles et analytiques, et de façon générale pour toutes les applications ayant des besoins de performances élevés qui jusqu alors n étaient que partiellement satisfaits par les baies de disque haut de gamme. Un quart de rack de 100 % Flash délivre aujourd hui plus d IOPS qu une baie de disque critique occupant 3 racks, consomme bien moins d électricité, libère des cycles CPU sur les serveurs et permet au passage de réduire les dépenses en coûteuses licences de bases de données (un même CPU pouvant traiter bien plus de transactions dans un laps donné). A PROPOS 5 STORAGE LEMAGIT MARS 2015

6 du NAS de Et c est sans compter le fait que ces résultats sont obtenus à un coût au gigaoctet de plus en plus comparable (compression et déduplication permettant d optimiser le coût d usage de la flash) et avec des coûts d administration en baisse -, les baies flash modernes étant bien plus simples à paramétrer et à administrer que les grandes baies de disques monolithiques. On s oriente donc peu à peu vers une cannibalisation du marché haut de gamme par les baies Flash. Peu à peu, car il manque encore aux baies Flash certaines capacités de haute disponibilité des baies de disques, notamment en matière de réplication synchrone, même si ces fonctions arrivent progressivement, soit dans les baies, soit dans des contrôleurs de virtualisation en frontal des baies flash. À l inverse pour le capacitif et pour les applications peu sensibles à la latence, le objet commence à devenir une alternative séduisante aux baies NAS. La technologie se prête bien aux architectures distribuées popularisées par le web et elle répond aussi à l évolution des modèles programmatiques des applications modernes. De plus, le objet, couplé à des passerelles NAS, satisfait les besoins de réduction des coûts des pour le de données en volume. Avec parfois des coûts au gigaoctet inférieurs à ceux proposés dans le Cloud. L adoption de la Flash ouvre le terrain au objet De façon intéressante, les deux technologies suivent des courbes d adoption parallèles et ce n est pas une coïncidence. En satisfaisant les besoins de performances extrêmes jusqu alors servis par les baies de disques haut de gamme telles que les Symmetrix d EMC, les VSP d Hitachi ou les baies DS8x00 d IBM, le Flash satisfait les contraintes de latence et d IOPS des applications les plus intensives. Ces besoins satisfaits, il ne reste alors plus aux qu à trouver les systèmes de adaptés à stocker le reste de leurs données, c est-à-dire pour l essentiel des données non structurées et des applications non critiques pour lesquels les deux principaux critères de choix sont le coût au gigaoctet et l évolutivité (ou «scalabilité»). Ce sont en effet les types de données qui connaissent aujourd hui les plus forts taux de croissante annuels. Et les systèmes idéaux pour ce faire sont bien évidemment les systèmes NAS (et plus particulièrement les systèmes NAS en cluster voir à ce propos notre dossier dans ce numéro) et les systèmes de objets. Ces derniers affichent des ambitions de plus en plus généralistes. Outre les protocoles objets utilisés par les nouvelles applications web, par les infrastructures Cloud, par les outils de sauvegarde et d archivage et par les systèmes de partage et de synchronisation de fichiers, ils se parent de plus en plus du support de protocoles installés (CIFS, NFS, iscsi) pour s intégrer à l existant applicatif des. Le objet devient ainsi peu à peu la principale alternative aux systèmes NAS, dès que la volumétrie à gérer approche et dépasse le demi-pétatoctet. Ils sont d autant plus séduisants que la volumétrie s accroît. Dans certains cas, la flash vient même directement épauler l adoption de ces systèmes. Ainsi, quelques ont commencé à mettre en œuvre des systèmes de objet pour leur très bas coût au gigaoctet et ont installé en frontal des systèmes de cache logiciel distribué à base de flash sur des fermes de serveurs virtualisées afin de pallier les problèmes de latence de leur objet (accédé en général via protocole NFS pour ce besoin particulier). 6 STORAGE LEMAGIT MARS 2015

7 En combinant les deux technologies, ces espèrent satisfaire le besoin d applications requérant des performances moyennes, tout en minimisant le coût au gigaoctet et en évitant le recours à de multiples systèmes de différents. Cette astuce pourrait leur permettre - à terme - de standardiser sur un ou deux fournisseurs pour les baies 100 % Flash et de ne plus utiliser que le objet pour tous leurs autres besoins, simplifiant au passage les coûts d administration liés à la gestion de multiples technologies provenant de multiples fournisseurs. Dernier argument en faveur du objet, il est relativement facile de migrer des données d un objet interne vers un objet en Cloud. Il pourrait donc faciliter la mise en œuvre de Cloud hybride et à terme pour certains, la mobilité des applications entre Clouds publics et infrastructures internes. du NAS de Source : Évolution du marché du non structuré (Données : IDC 2013) 7 STORAGE LEMAGIT MARS 2015

8 UNE RÉVOLUTION EN MARCHE ACCUEIL L EXPLOSION DES DONNÉES, UN DÉFI POUR LES ARCHI TECTURES DE STOCKAGE FLASH ET STOCK AGE OBJET CHANGENT LA DONNE EN ENTREPRISE POURQUOI LA FLASH MENACE LES ARCHITECTURES TRADITIONNELLES LES CONSTRUCTEURS PEAU FINENT LEUR OFFRE DE BAIES 100%FLASH PANORAMA GARTNER DES BAIES 100% FLASH LE CERN DOPE SES BAIES NETAPP AVEC LA TECHNOLOGIE FLASHPOOLS LE STOCKAGE OBJET FRAPPE À LA PORTE DES ENTREPRISES LA MONTÉE EN PUISSANCE DU STOCKAGE NAS SCALE- OUT HYPERVISEURS : VERS UNE SURENCHÈRE DE CAPACITÉ DE STOCKAGE POURQUOI LA FLASH MENACE LES ARCHITECTURES TRADITIONNELLES Petit à petit, le Flash vient empiéter sur les plates-bandes des baies de haut de gamme, du fait de ses caractéristiques de performances uniques, mais aussi de la souplesse et de l évolutivité que permettent les architectures. Des architectures qui s adaptent par ailleurs bien à la réalité des applications modernes. CHRISTOPHE BARD A PROPOS 8 STORAGE LEMAGIT MARS 2015

9 du NAS de Les technologies de à base de mémoire Flash sont en train de bouleverser en profondeur le monde du haut de gamme du fait de leurs performances. Elles participent aussi à la refonte des architectures informatiques par leur rôle dans la convergence entre serveurs et, mais aussi du fait de la nature distribuée des architectures retenues par nombre de constructeurs pour leurs baies 100 % Flash. Historiquement, les ont appuyé leurs applications les plus critiques (applications transactionnelles, ERP, CRM, BI, outils analytiques) sur des serveurs en mode scale-up, comme les Mainframe, les minis ou les serveurs Unix. Logiquement, les systèmes de haut de gamme ont adopté des architectures similaires et les baies monolithiques d IBM, EMC ou Hitachi se sont imposées comme le pendant, côté, des grands serveurs. À cela trois raisons principales : ces baies ont longtemps été celles qui ont offert les performances les plus élevées, du fait de leur grand nombre de contrôleurs, de leur capacité mémoire et du nombre élevé de disques qu elles sont capables d héberger. Ce sont aussi celles qui offrent la panoplie de services de la plus avancée en matière d intégrité de données et de réplication. Enfin, elles ont été pensées pour offrir une disponibilité maximale et pour minimiser les interruptions de services. Mais ce bel édifice est en train de se lézarder à vitesse accélérée. Tout d abord, les applicatifs adoptent de plus en plus des architectures distribuées, ce qui se traduit par une mise à la retraite progressive des grands serveurs critiques au profit d architectures en mode. Exemple type, un géant français de la distribution vient de mettre à la retraite une architecture ERP fondée sur sept serveurs Superdome HP pour la remplacer par un cluster de quatre serveurs x86 à base de Xeon E7 chacun doté de 6 To de mémoire et fonctionnant sous SAP HANA. De plus en plus, des bases de données SQL sont remplacées par des bases SQL en cluster (comme Oracle RAC, ou des nouveaux venus tels NuoDB ou FoundationDB) ou par des bases NoSQL distribuées (type Cassandra, MongoDB, ou CouchBase), notamment pour servir de grandes applications web. La Flash : des caractéristiques de performance spectaculaires Ensuite, le monde du connaît une véritable révolution du fait de l irruption de la mémoire Flash. Si ce nouveau support de a un tel impact, c est que la performance en nombre d opérations par seconde des disques durs n avait guère évolué au cours des 10 dernières années. Ainsi un disque d à tr/mn reste péniblement sous la barre des 150 IOPS (opérations d entrées/sorties par seconde) en accès aléatoires, et un disque SATA peine à franchir la barre des 70 à 80 IOPS. Des chiffres qui font pâle figure face à ceux d une carte Flash PCIe Fusion-IO de dernière génération, qui peut délivrer environ IOPS en écriture de blocs de 4K, ou face à ceux d un SSD de dernière génération de chez HGST qui atteint IOPS en écriture (blocs de 4K). De la même façon, les gains en matière de latence apportés par la Flash sont spectaculaires. Celle des disques durs n a que peu progressé au cours des 25 dernières années. Seagate note par exemple qu un disque d avait un temps d accès de 60 ms en Depuis, on est passé à 5 ms pour les disques 9 STORAGE LEMAGIT MARS 2015

10 du NAS de d à tr/mn et à un peu moins de 10 ms pour un disque Nearline. Cette amélioration d un facteur de 6 à 12 fois peut paraître impressionnante. Sauf que dans le même temps, la latence d accès à la mémoire a été divisée par plus de (pour passer sous la barre de la nanoseconde) et la performance unitaire des processeurs (mesurée en Flops) a été multipliée par un facteur de plusieurs dizaines de millions de fois. La mémoire flash permet au de refaire une partie de son retard avec des latences ramenées entre 45 à 100 microsecondes selon le support utilisé. Le Flash menace le traditionnel Les caractéristiques de performances explosives de la flash ont un impact non négligeable sur le monde du d. Pendant près de 25 ans, certains administrateurs de baies haut de gamme ont passé leur temps à extraire le maximum de leurs baies de disques, recourant à des pratiques comme le «short stroking», qui consiste à ne stocker des données que sur les pistes les plus externes des disques durs afin d en tirer la quintessence en matière de performance (ce sont sur ces pistes que la vitesse linéaire est maximale elle approche le mur du son et donc les performances les plus élevées). Problème, si le short-stroking dope les performances, il se traduit par un colossal gaspillage de capacité, puisque l on choisit de n utiliser qu environ 20 % de l espace pour maximiser les performances. L avantage des baies haut de gamme est qu elles pouvaient accueillir à disques durs et qu elles étaient donc les seules à pouvoir approcher la barre du million d IOPS. Pour cela, il fallait toutefois mobiliser deux à trois racks complets d équipements. Par comparaison, il est aujourd hui possible de délivrer l équivalent de ce million d IOPS avec une baie de Flash tenant dans 8U et consommant 15 à 20 fois moins qu une baie de disques haut de gamme. Pire pour les fabricants de, certaines applications de nouvelle génération font carrément l impasse sur les baies et exploitent du flash installé dans les serveurs pour délivrer des performances détonantes avec une consommation encore plus faible. Trois cartes PCIe Fusion-IO dans un serveur délivrent ainsi une performance agrégée de plus d un million d IOPS, pour une capacité de 15 To et une consommation électrique additionnelle de 75 W. De façon plus modeste, VMware indique que sa technologie de logicielle VSAN peut délivrer un peu plus de IOPS par nœud serveur si l on n utilise que des disques Flash pour le. Ce qui veut dire qu un cluster de 64 serveurs (la limite pour un cluster vsphere et VSAN 6.0) peut délivrer environ 7 millions d IOPS, tout en continuant à fournir normalement des services de calcul pour l hébergement de machines virtuelles. Face à une telle concurrence, on comprend que les baies de haut de gamme ont un vrai problème. Les seules raisons qui expliquent leur survie sont leurs exceptionnelles caractéristiques de disponibilité et les habitudes des utilisateurs ou du moins le parc d applications installées. Mais clairement, le temps ne joue pas en leur faveur. La migration accélérée des applications vers un modèle distribué et les progrès du Flash en matière de disponibilité pourraient rapidement reléguer les baies de monolithique au rang de dinosaures. 10 STORAGE LEMAGIT MARS 2015

11 du NAS de Les baies 100 % Flash à l assaut des baies de classe Tier 1 Les fabricants de baies Flash l ont bien compris et ils multiplient les assauts contre les baies. Le scénario dans lequel les baies de Flash menacent le plus les baies de est celui où il faut délivrer un très grand nombre d IOPS avec une faible latence garantie aux applications. Les baies de Flash sont en effet non seulement plus rapides et plus simples à utiliser que les baies haut de gamme, mais elles sont à même de délivrer un niveau de performance prédictible tout en permettant une réduction importante des coûts d acquisition et d exploitation par rapport à une baie de disques de milieu ou de haut de gamme. Cet argument n est d ailleurs pas utilisé uniquement par des start-ups agressives. Un constructeur comme Oracle, avec ses offres convergées Exadata, met en avant la performance de ses baies Flash face à celles des baies de pour illustrer le bénéfice de son approche convergée, couplant base de données distribuée et Flash distribué. De façon générale, si les baies Flash ont l avantage en matière de performances et de prédictibilité, leurs limites se trouvent dans la disponibilité. Les baies haut de gamme sont en effet des références en la matière. Elles sont conçues pour assurer une disponibilité optimale des données et garantir une exploitation sans interruption. Pour cela elles embarquent de multiples mécanismes de redondance et des services de monitoring et de diagnostic à distance. Le tout est assorti d un niveau de service et de support sans faille garantissant par exemple le remplacement de composants défaillants en moins de 4 heures 7 jours sur 7. Ces baies sont aussi dotées de fonctions de réplication avancées (tels que SRDF chez EMC, PPRC chez IBM, etc.) assurant une reprise sur un site distant même en cas de désastre de grande ampleur. Elles sont aussi utilisables dans des scénarios de métrocluster pour assurer la continuité d activité dans le cadre d architectures multi-datacenter en mode actif/actif. Pour l instant, les baies 100 % Flash sont encore loin de disposer de cet arsenal (à l exception des baies 100 % Flash G1000 d Hitachi ou des baies StoreServ 7450, qui s appuie sur la même architecture que les baies haut de gamme des deux constructeurs). Mais la situation progresse. La réplication synchrone et asynchrone arrive progressivement dans les baies Flash, comme l attestent les progrès récents de SolidFire ou de Kaminario. Le métrocluster n est sans doute pas pour demain, mais cela est plus lié à l évolution des architectures informatiques modernes qu à l impossibilité de supporter cette fonction. Des avantages uniques Si elles n ont pas toutes les fonctions de disponibilité des baies monolithiques, les baies 100 % Flash ont toutefois quelques avantages uniques, comme leur aptitude au, qui permet aux d ajouter des nœuds au fur et à mesure et souvent de façon totalement transparente pour l exploitation (ce n est pas encore le cas d XtremIO, qui requiert un arrêt du cluster pour l ajout d un nœud, mais ce problème devrait être réglé avec la version 4.0 de l OS de la baie). Du fait de son architecture «shared nothing», une baie comme la baie Solidfire peut ainsi accueillir des nouveaux nœuds chaque fois que le besoin s en fait sentir (et il est aussi possible 11 STORAGE LEMAGIT MARS 2015

12 de retirer de façon transparente un nœud pour le réaffecter à un autre cluster), ce qui confère à ces baies une très grande souplesse. De même, un certain nombre de baies Flash disposent de mécanismes avancés de gestion de la qualité de service qui ont de quoi faire pâlir d envie certaines baies haut de gamme. Elles peuvent ainsi garantir un certain nombre d IOPS ou un débit de données à une application donnée, tout en plafonnant le nombre d IOPS alloué à une autre. Certains services de données avancés des baies Flash ne sont rendus possibles que par l utilisation d un support de à base de silicium. Par exemple, les fonctions avancées de snapshots, de clonage instantané ou de snapshots réinscriptibles de nombreuses baies Flash n ont pas d équivalent dans le monde des baies de à base de disques durs. Il est vraisemblable que d ici trois à cinq ans, la plupart des applications ouvertes hautement transactionnelles requérant des performantes prédictibles auront migré sur une forme de Flash. Les baies de monolithiques devraient encore un temps conserver le marché des applications Mainframe, du fait des caractéristiques unique de cette plate-forme, et continuer à servir un parc installé d applications historiques requérant de très haut niveau de disponibilité. Mais les nouvelles applications distribuées ou web scale, ainsi que les environnements de serveurs et de postes de travail virtualisés devraient massivement migrer vers le flash. D autant que les prix au gigaoctet vont continuer à baisser rapidement avec l arrivée des nouveaux modules de mémoire Flash 3D chez l ensemble des grands fabricants de modules Flash, à commencer par Samsung, puis Intel/Micron et Toshiba. Clairement, l avenir est plus aux baies 100 % flash en architecture qu au monolithique traditionnel. du NAS de 12 STORAGE LEMAGIT MARS 2015

13 L émergence du Flash a amené la plupart des constructeurs de baies de à faire évoluer leurs offres et à ajouter à leur catalogue des baies 100% Flash. A dire vrai le mouvement dans bien des cas a été le fruit d une lente évolution et non pas d une révolution. CHRISTOPHE BARDY Face à l émergence du Flash, la première tentation des constructeurs a été d optimiser la performance de leurs baies existantes en tentant d intégrer d une façon ou d une autre la technologie Flash. Cette approche a permis de doper les performances, mais a rapidement touché ses limites. LES CONSTRUCTEURS PEAUFINENT LEUR OFFRE DE BAIES 100%FLASH La Flash comme accélérateur des baies : une stratégie à court terme Certains constructeurs, comme NetApp, ont ainsi utilisé des cartes Flash PCI-e pour créer un étage de cache en lecture à très haute performance pour suppléer l espace de cache habituel en mémoire vive. De facto, cet espace Flash agit comme un accélérateur et permet de maintenir en cache une quantité bien plus importante de données. Les performances en lecture sont considérablement améliorées, mais la technologie ne peut malheureusement pas faire de miracle si les données ne sont pas dans le cache. Cette stratégie est donc un peu à comparer à un emplâtre sur une jambe de bois. D autres constructeurs, comme EMC ou HP, ont quant à eux opté dans un premier temps pour l utilisation de SSD traditionnels au format SAS pour servir d étage de cache en lecture et en écriture. Leur performance est moindre que celle des cartes PCI-e Flash, mais reste très supérieure à celle des disques, de telle sorte qu il est préférable de stocker des données dans le cache Flash que de les voir évincer du cache en mémoire vive. Cette stratégie est encore utilisée dans la plupart des baies VNX d EMC (Avec FastCache) ou dans les baies 3Par d HP.

14 ACCUEIL L EXPLOSION DES DONNÉES, UN DÉFI POUR LES ARCHI TECTURES DE STOCKAGE FLASH ET STOCK AGE OBJET CHANGENT LA DONNE EN ENTREPRISE POURQUOI LA FLASH MENACE LES ARCHITECTURES TRADITIONNELLES LES CONSTRUCTEURS PEAU FINENT LEUR OFFRE DE BAIES 100%FLASH PANORAMA GARTNER DES BAIES 100% FLASH LE CERN DOPE SES BAIES NETAPP AVEC LA TECHNOLOGIE FLASHPOOLS LE STOCKAGE OBJET FRAPPE À LA PORTE DES ENTREPRISES LA MONTÉE EN PUISSANCE DU STOCKAGE NAS SCALE- OUT HYPERVISEURS : VERS UNE SURENCHÈRE DE CAPACITÉ DE STOCKAGE A PROPOS L usage de la Flash comme cache permet de repousser au maximum l accès aux disques durs. Mais ce n est pas une panacée. À un moment où à un autre il faudra lire une donnée qui n est pas en cache, ce qui se traduira par un effondrement des performances. Dans la pratique, le cache en Flash est particulièrement intéressant pour certaines applications comme le VDI ou l . Il peut aussi améliorer les performances des applications de bases de données (les index et les fichiers les plus accédés étant souvent en cache). Mais pour les applications requérant une performance élevée et prévisible, c est une stratégie qui a rapidement des limites. ont alors essayé d utiliser des disques Flash en remplacement des disques durs traditionnels dans leurs baies existantes afin de créer des pools de 100%Flash. Cette stratégie permet certes de rendre prévisible la performance, mais elle pose un gros problème : matérielles et logicielles de ces baies n ont jamais été pensées pour délivrer les niveaux de performances élevés que permet l utilisation de disques 100% Flash. Les disques SSD ne sont donc pas forcément utilisés à leur plein potentiel, leur bande passante saturant les bus des baies. Les s imposent comme les nouvelles reines du Tous les constructeurs ont donc été contraints de se rendre à l évidence : une nouvelle génération de baies de spécifiquement conçues pour tirer parti de la Flash était inévitable. Et la course a donc commencé pour tenter de concevoir la meilleure architecture possible. Et comme les choses ne sont jamais vraiment simples, ce mouvement vers les baies 100% flash s est effectué sous la pression de nouveaux entrants tels que SolidFire, Pure Storage, Kaminario, Violin ou Whiptail, fermement désireux de profiter de la transition technologique pour s imposer parmi les nouveaux grands du. La photo typique d une baie de 100% Flash est désormais plutôt bien établie. Il s agit, dans la plupart des cas, d un système bi-contrôleur au format rack 2 à 4 U capable de délivrer entre et IOPS par nœud. Quelques exceptions se détachent, comme les baies de Solidfire qui sont mono-contrôleur (mais compensent par des aptitudes exceptionnelles au ) ou celles d IBM et de Violin qui délivrent des performances unitaires supérieures à la moyenne, mais n ont pas forcément les aptitudes de scaling-out de leurs concurrents. Des architectures différentes à étudier avec précaution Cette aptitude au est l une des caractéristiques les plus intéressantes des nouvelles baies Flash. Alors que informatiques distribuées l emportent progressivement sur SMP ou NUMA historiques, il est important de pouvoir faire évoluer son en parallèle des besoins de calcul. Les architectures de se convertissent donc de plus en plus au. Il est assez naturel pour les baies Flash, les dernières arrivées sur le marché, d adopter d emblée cette approche. Plusieurs constructeurs permettent ainsi d empiler plusieurs de leurs baies Flash pour constituer des clusters de en mode, à même non seulement d assurer une exceptionnelle disponibilité, mais surtout de 14 STORAGE LEMAGIT MARS 2015

15 ACCUEIL L EXPLOSION DES DONNÉES, UN DÉFI POUR LES ARCHI TECTURES DE STOCKAGE FLASH ET STOCK AGE OBJET CHANGENT LA DONNE EN ENTREPRISE POURQUOI LA FLASH MENACE LES ARCHITECTURES TRADITIONNELLES LES CONSTRUCTEURS PEAU FINENT LEUR OFFRE DE BAIES 100%FLASH PANORAMA GARTNER DES BAIES 100% FLASH LE CERN DOPE SES BAIES NETAPP AVEC LA TECHNOLOGIE FLASHPOOLS LE STOCKAGE OBJET FRAPPE À LA PORTE DES ENTREPRISES LA MONTÉE EN PUISSANCE DU STOCKAGE NAS SCALE- OUT HYPERVISEURS : VERS UNE SURENCHÈRE DE CAPACITÉ DE STOCKAGE A PROPOS garantir une évolutivité linéaire des performances en fonction du nombre de nœuds. Un gage de pérennité pour les investissements des. Il est à noter que toutes les approches ne se ressemblent pas. Celles d EMC avec Xtrem-IO s apparente un peu à celle des serveurs NUMA (les américains parlent d architecture de type «tighly coupled») et est donc limitée en nombre de nœuds en tout cas dans la version actuelle de l OS. A l opposé, l approche de Solidfire est de type «Shared Nothing» et ouvre donc la porte à des clusters de très grande taille, bien adaptés à des architectures cloud à grande échelle. En fonction du type d usage, les devront donc étudier de près les capacités de scaling des constructeurs, sous peine de se retrouver à devoir gérer de multiples îlots de baies SAN. Des services de données plus ou moins riches Un autre point à étudier est la richesse des services offerts par les baies Flash, pas forcément toujours à la hauteur des baies du fait de la jeunesse de ces nouvelles baies. La plupart des systèmes disponibles mettent en œuvre des services d optimisation de données comme la déduplication et la compression. La première permet de réduire le cout au gigaoctet, mais aussi de maximiser les performances dans certains scénarios comme la virtualisation ou le VDI. La seconde est efficace dans les environnements de bases de données. Dans les deux cas, ces services permettent aussi de minimiser les écritures sur la Flash et participent donc à l optimisation de la durée de vie des modules Flash. Selon les constructeurs, des fonctions plus ou moins avancées de réplication synchrone et asynchrone ainsi que de metro cluster sont proposées. De quoi hisser le niveau de disponibilité de ces nouvelles baies à celui des baies de haut de gamme et en faire des solutions adaptées aux applications exigeantes en termes de performances et en termes de disponibilité. Notre comparatif des baies 100 % Flash : Cisco, EMC, HP, IBM, Pure Storage, Violin, SolidFire, Kaminario, NetApp et Hitachi Retrouvez en ligne sur LeMagIT notre tour des offres de baies de 100% Flash. L occasion - également - de faire un point très concret sur les approches des différents constructeurs et sur les évolutions du marché à attendre au cours des prochains mois. Flash : Les différents constructeurs en compétition 15 STORAGE LEMAGIT MARS 2015

16 ACCUEIL L EXPLOSION DES DONNÉES, UN DÉFI POUR LES ARCHI TECTURES DE STOCKAGE FLASH ET STOCK AGE OBJET CHANGENT LA DONNE EN ENTREPRISE POURQUOI LA FLASH MENACE LES ARCHITECTURES TRADITIONNELLES LES CONSTRUCTEURS PEAU FINENT LEUR OFFRE DE BAIES 100%FLASH PANORAMA GARTNER DES BAIES 100% FLASH LE CERN DOPE SES BAIES NETAPP AVEC LA TECHNOLOGIE FLASHPOOLS LE STOCKAGE OBJET FRAPPE À LA PORTE DES ENTREPRISES LA MONTÉE EN PUISSANCE DU STOCKAGE NAS SCALE- OUT HYPERVISEURS : VERS UNE SURENCHÈRE DE CAPACITÉ DE STOCKAGE A PROPOS MAGIC QUADRANT Des baies de de plus en plus populaires Comme le souligne Gartner, les scénarios d usage des baies Flash les plus courants touchent à l OLTP, à l analytique et à la virtualisation. De plus en plus, les remplacent les baies de haut de gamme pour des applications critiques. Si les premiers déploiements n ont concerné que quelques silos applicatifs, le cabinet note toutefois l intérêt des pour mettre en œuvre des baies Flash dans des scénarios plus généralistes. Cette tendance s explique en partie par la baisse des prix des baies et surtout par la baisse des prix au gigaoctet du fait du recours croissant à des SSD à base de mémoire Flash MLC et à la mise en œuvre de technologie d optimisation de données comme la compression ou la déduplication. Selon Gartner les baies Flash devraient avoir remplacé 20% des baies haut de gamme du marché d ici 4 ans. Gartner note que plusieurs acteurs existant ont choisi d adapter des architectures existantes à la Flash et souligne que «si cette approche à l avantage d être économique et de leur permettre d offrir un produit rapidement sur le marché, existantes se prêtent mal à la conception de». Dell, HP, Hitachi ou NetApp avec ses baies EF apprécieront. Pour Gartner, de nombreux vendeurs de baies Flash mettent l accent sur les performances de leurs systèmes auprès des clients, alors que les fonctions telles que l optimisation des données sont bien plus importantes. Entendez par là que faute de déduplication ou de compression, il convient de passer son chemin. 16 STORAGE LEMAGIT MARS 2015

17 du NAS de Des évaluées selon 7 critères Dans la pratique Gartner a évalué les baies selon 7 critères (performance, optimisation de la capacité, fonctions de disponibilité, aptitude à la montée en charge, richesse de l écosystème, aptitudes au multitenant et à la sécurité, facilité d administration). Les notes obtenues à ces critères ont ensuite été pondérées de façon différente en fonction des scénarios utilisés (OLTP, virtualisation de serveur, HPC, Analytique et VDI). SolidFire, Pure Storage et Kaminario s imposent dans tous ces domaines. Gartner souligne les aptitudes au du premier, ainsi que ses fonctions avancées de gestion de la qualité de service et son support des grands environnements de virtualisation et de cloud. Il met en avant la résilience et la flexibilité de l architecture de Kaminario qui supporte à la fois des scénarios de type scale-up et ainsi que ses performances. Enfin, il souligne l excellente réputation de Pure Storage en matière de simplicité d utilisation, d optimisation de capacité et la richesse de ses services (quoiqu en mettant de côté le fait que le constructeur ne supporte toujours pas le ). Derrière, EMC et sa baie XtremIO ainsi qu HP et sa baie 3Par StoreServ 7450 obtiennent des résultats très corrects. Violin n avait pas encore lancé ses baies Concerto lors de l évaluation de Gartner et pâti donc de la pauvreté des services de de ses baies Violin 6000 (même si leurs performances sont mises en avant). Nimbus, en revanche, figure plutôt bien dans le classement, alors que des baies comme l EMC VNX-F ou les baies NetApp EF sont punies par Gartner pour leur architecture, leur manque de fonctions d optimisation de données et leur inaptitude au scale out. En savoir plus : Le Magic Quadrant Flash de Gartner L étude «Critical Capabilities for Solid-State Arrays» 17 STORAGE LEMAGIT MARS 2015

18 ACCUEIL L EXPLOSION DES DONNÉES, UN DÉFI POUR LES ARCHI TECTURES DE STOCKAGE FLASH ET STOCK AGE OBJET CHANGENT LA DONNE EN ENTREPRISE POURQUOI LA FLASH MENACE LES ARCHITECTURES TRADITIONNELLES LES CONSTRUCTEURS PEAU FINENT LEUR OFFRE DE BAIES 100%FLASH PANORAMA GARTNER DES BAIES 100% FLASH LE CERN DOPE SES BAIES NETAPP AVEC LA TECHNOLOGIE FLASHPOOLS LE STOCKAGE OBJET FRAPPE À LA PORTE DES ENTREPRISES LA MONTÉE EN PUISSANCE DU STOCKAGE NAS SCALE- OUT HYPERVISEURS : VERS UNE SURENCHÈRE DE CAPACITÉ DE STOCKAGE A PROPOS PROJET IT Le CERN dope ses baies NetApp avec la technologie Après avoir initialement opté pour des cartes PCIe FlashCache afin de doper les performances de ses cluster Ontap, le CERN utilise désormais la technologie de pools hybrides Flash Pool de NetApp, mixant SSD et disques durs. ANTONY ADSHEAD Le Centre Européen de la recherche nucléaire (CERN), berceau du grand collisionneur de Hadrons a sensiblement amélioré la performance de ses systèmes de NAS et réduit fortement ses achats de disques durs en optant pour la mise en œuvre d un étage de Flash dans ses systèmes de NAS en cluster NetApp FAS. Le CERN utilise des baies de NetApp depuis 2007, date à laquelle le constructeur a remporté un appel d offre de de grande ampleur et ces baies de sont devenues la référence de pour les bases de données Oracle du centre de recherche. Désireux d améliorer les performances de ses bases de données, le CERN a tout d abord mis en œuvre la technologie de cache Flash PCIe Flash dans les contrôleurs des baies NetApp participant à son cluster (environ 2 Po de ), mais il a plus récemment décidé d opter pour une autre approche, jugée plus extensible, celle de la mise en œuvre de la technologie Flash- Pools du constructeur, à base de SSD conventionnels. Doper les performances des bases de données du LHC Le CERN opère actuellement plusieurs clusters Ontap dont un cluster de production basé sur la version 8.2.2P1 de l OS de NetApp, qui comprend actuellement 14 nœuds FAS Ce cluster est complété par plusieurs autres configurations moins ambitieuses dont un cluster de deux nœuds FAS 6220 pour le test et le développement, un autre de quatre nœuds FAS8060, pour la sauvegarde des données et un cluster de quatre nœuds FAS8040 en Hongrie pour la reprise après sinistre. 18 STORAGE LEMAGIT MARS 2015

19 du NAS de Les clusters sont connectés aux serveurs Oracle via des liens 10 gigabit Ethernet et le CERN met en œuvre la technologie Direct NFS d Oracle, qui permet au moteur de base de données d accéder directement au sans passer par la pile NFS du système d exploitation. C est afin d accélérer la performance des bases de données utilisées pour l ingénierie, le contrôle et l administration du grand collisionneur de Hadrons - l accélérateur de particules conçu pour valider l existence du boson de Higgs et ses caractéristiques -, que le centre de recherche a tout d abord commencé à s intéresser à la Flash. Ses premiers efforts en la matière l ont amené à déployer des cartes PCIe FlashCache dès 2010 dans le but de doper les performances de son cluster de production Ontap. Un second objectif était de limiter le nombre de disques durs nécessaires pour délivrer la performance requise par les applications. Précédemment, le CERN faisait usage de ce que l on appelle le Short Stroking, en ajoutant des disques additionnels pour améliorer les performances IOPS de ses systèmes de, sans toutefois faire pleinement usage de leur capacité. Comme l explique Eric Grancher, en charge des services de bases de données au CERN: «Nos volumes de données progressent très rapidement, certaines de nos bases augmentant de 100 To par an. Afin de faire face à ces besoins de capacité mais aussi afin de maintenir les performances, nous ajoutions jusqu alors plus de spindles». Afin de rompre ce cercle infernal, l équipe de Grancher a commencé à déployer des cartes FlashCache pour abaisser la latence d accès au pour certaines applications clés. Mais le CERN a rapidement touché aux limites de ce que pouvait offrir la technologie FlashCache. «Nous avons finalement décidé d utiliser des SSD à la place des cartes FlashCache car la technologie est plus extensible vous pouvez ajouter des SSD plus facilement. Les cartes PCIe flash ont des limitations ; il n y a tout simplement pas assez d emplacements PCIe disponibles [dans les contrôleurs NetApp, N.D.L.R]». Une latence en forte baisse En 2012, Grancher a donc commencé à mettre en œuvre la technologie FlashPool de NetApp, qui permet de créer des pools hybrides combinant SSD et disques durs. L étage de Flash est utilisé comme un cache en lecture et en écriture alors que les cartes PCIe FlashCache sont limitées au cache en lecture. Cette stratégie a permis à l organisme d obtenir des latences inférieures à la milliseconde sur ses opérations de bases de données. Comme l indique Grancher, «Une base de données sur le cluster de 14 nœuds avec un profil d entrées/sorties comprenant 71% d écritures aléatoires en blocs de 8K affiche une latence inférieure à 1 ms, ce qui est très bon pour des I/O aléatoires». Pour Grancher, la mise en œuvre de la Flash permet de satisfaire les besoins en latence du CERN : «La Flash nous permet d atteindre des latences inférieures à la milliseconde tout en réduisant le nombre de disques rotatifs». Toutes les applications n ont toutefois pas besoin de Flash, indique Grancher. «Certains de nos volumes sont accélérés, d autres non. Par exemple, nous n avons pas besoin de la Flash pour les logs. Ces derniers étant séquentiels, il n y a pas de réel bénéfice à l usage de la Flash en lieu et place de disques durs». 19 STORAGE LEMAGIT MARS 2015

20 ACCUEIL L EXPLOSION DES DONNÉES, UN DÉFI POUR LES ARCHI TECTURES DE STOCKAGE FLASH ET STOCK AGE OBJET CHANGENT LA DONNE EN ENTREPRISE POURQUOI LA FLASH MENACE LES ARCHITECTURES TRADITIONNELLES LES CONSTRUCTEURS PEAU FINENT LEUR OFFRE DE BAIES 100%FLASH PANORAMA GARTNER DES BAIES 100% FLASH LE CERN DOPE SES BAIES NETAPP AVEC LA TECHNOLOGIE FLASHPOOLS LE STOCKAGE OBJET FRAPPE À LA PORTE DES ENTREPRISES LA MONTÉE EN PUISSANCE DU STOCKAGE NAS SCALE- OUT HYPERVISEURS : VERS UNE SURENCHÈRE DE CAPACITÉ DE STOCKAGE A PROPOS TENDANCE ÉMERGENTE frappe à la porte des Économiques et de plus en plus polyvalents, les systèmes de objet séduisent des en quête de réduction des coûts et de systèmes plus évolutifs, plus simples à administrer. CHRISTOPHE BARDY volumes de données se traduit par une évolution des interfaces et des protocoles d accès aux données. Au cours des dernières années, les protocoles NAS comme CIFS et NFS ont progressivement pris le dessus sur les protocoles d accès en mode bloc comme FC ou iscsi. Une montée en puissance qui s est effectuée en parallèle de l explosion des volumes de données non structurées (Big Data). Depuis quelques années, ce sont les technologies de objet qui prennent progressivement le relais des technologies de NAS dans les très grands environnements de non structuré. L ambition de certains acteurs va plus loin puisque selon eux, le objet à vocation à remplacer progressivement une large partie du non structuré dans les et donc à remplacer nombre de systèmes NAS et SAN. Le principal argument en faveur du objet est bien sûr son coût très faible au Gigaoctet, sa résilience et sa nature distribuée qui permet aux de faire évoluer leur capacité au gré de leurs besoins. Il existe aujourd hui de multiples systèmes de objet comme Ring de Scality, ViPR d EMC, HyperStore de Cloudian, StoreAll d HP, HCP de HDS, Himalaya d Amplidata, dsnet de Clerversafe, WOS de DataDirect Networks, mais aussi des solutions open source comme OpenStack Swift ou Ceph. Ces nouveaux systèmes s appuient sur des protocoles de communication de type RESTful, des protocoles simples d emploi et souples, que l on peut intégrer simplement à des applications existantes (backup, archivage analytique, etc.). Des mécanismes de fonctionnement standardisés Alors que sur des systèmes NAS on stocke des fichiers, dans le monde des systèmes de objet, on parle de stocker des «objets». Les systèmes objets n organisent pas les objets dans des hiérarchies structurées (typiquement des arborescences de répertoires) comme le font les serveurs NAS. Les objets sont en général organisés dans un espace d adressage plat et éventuellement dans des conteneurs de plus haut niveau appelés «buckets» (littéralement des seaux). Une des caractéristiques intéressantes des systèmes objets est qu ils associent un ensemble de métadonnées très riches aux objets qu ils stockent. Selon les systèmes, les objets peuvent être retrouvés par une recherche sur ces métadonnées, par leur identifiant unique ou par un système de key/value store. À aucun moment l utilisateur n a à se poser la question de savoir sur quel serveur ou nœud l objet est stocké (contrairement par exemple à un système NAS, où il faut connaître le serveur où se trouve le fichier puis naviguer dans l arborescence jusqu à son emplacement). 20 STORAGE LEMAGIT MARS 2015